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人教版九年级全册第2节 核能当堂达标检测题
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这是一份人教版九年级全册第2节 核能当堂达标检测题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共20分）
1．（本题2分）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．目前的核电站都是利用核聚变释放的能量来发电的
B．我国自行研制的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的
C．电磁波不能用来加热食物
D．超导材料可以应用于电饭锅的电热丝
2．（本题2分）近年，我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（ ）
A．“天宫”空间站与地球之间利用电磁波进行联系
B．超导磁悬浮列车的运行说明我国已经掌握了常温超导技术
C．水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源
D．核电站产生的核废水可以直接排入江河湖海
3．（本题2分）以下关于能量和能源的认识，正确的是（ ）
A．“永动机”违反了能的转化和守恒定律
B．目前核电站获得核能的途径是核聚变
C．石油、天然气是可再生能源
D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源
4．（本题2分）关于核能发电，下列说法正确的是（ ）
A．目前核能发电是利用核聚变
B．核能是可再生能源
C．太阳能是“能源之母”，核能也来自太阳能
D．核能发电时的能量转化是核能→内能→机械能→电能
5．（本题2分）下列有关物质世界说法中，正确的是（ ）
A．卢瑟福提出了原子核式结构模型
B．汤姆逊发现了电子，说明原子核是可分的
C．烟雾弥漫，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．物体的状态发生变化时，质量不变，密度也不变
6．（本题2分）太空中有大量的带电粒子，宇航史上就曾经发生过卫星计算机被带正电的粒子击中，导致“死机”的事故。这次事故中带正电的粒子可能是（ ）
A．电子、质子B．原子核、中子
C．电子、原子核D．原子核、质子
7．（本题2分）下列有关核能的开发与利用，叙述正确的是
A．目前已建成的核电站获取核能的途径是核裂变
B．开发核能可能会发生核泄漏，因此人类应该停止开发核能
C．核电站利用的核能是可再生能源
D．核反应堆可将核能直接转化成电能
8．（本题2分）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是
A．核能是可再生能源 B．雷达是利用电磁波进行定位和导航的
C．卫星通信是利用超声波传递信息 D．LED灯核心元件发光二极管是由超导材料制成的
9．（本题2分）我国的核电技术已进入世界先进行列。下列关于田湾核电站的说法正确的是（ ）
A．可以利用各种原子核发电
B．发电后产生的核废料仍然具有放射性
C．核电站利用核聚变发电
D．利用核能发电时，核能能够全部转化为电能而没有损失
10．（本题2分）关于能源、粒子和宇宙的相关知识，下列描述正确的是（ ）
A．在夸克、原子、中子和原子核中，尺度最小的是中子
B．宇宙是一个没有层次的天体结构系统
C．“光年”是天文学上常用的时间单位
D．目前核电站普遍使用核裂变获得能量
二、多选题（共15分）
11．（本题3分）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的风能、水能、生物质能实际上都来自太阳能，但核能不是来自太阳能
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波在同一区域内传播速度不相同
D．灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的
12．（本题3分）近年来，我国科技创新能力日益凸显，科技成果不断涌现。下列说法正确的是（ ）
A．可燃冰属于不可再生能源
B．“奋斗者”号水声定位是利用电磁波实现的
C．核聚变获得核能的方式与普通核电站一致
D．北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号
13．（本题3分）关于如下图所示的各种情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两电阻丝浸没在质量、初温均相同的煤油中，在相同的时间内，两瓶中煤油吸收的热量相同
B．乙图中核电站发电利用了核裂变反应
C．丙图中卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的
D．丁图中电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为磁场对通电导体有力的作用
14．（本题3分）目前人类对核能的和平利用有
A．放射性检查金属内部有无砂眼和裂痕
B．核能发电
C．放射性治疗恶性肿瘤
D．制造原子弹、氢弹
15．（本题3分）关于能源和信息的传递，下列说法正确的是（ ）
A．核能也是可再生能源
B．红外烤箱是利用红外线的热效应加热食品的，红外线是一种电磁波
C．人类用天文望远镜观察太空，同时接收来自遥远宇宙的电磁波进行交流和分析
D．目前的核能发电技术被广泛使用，这是利用核裂变发电的
三、填空题（共10分）
16．（本题2分）在太阳内部， 在超高温条件下发生 ，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．
17．（本题2分）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触甲验电器，使其金属箔片张开，乙验电器的金属箔片闭合。用绝缘手套取一条铜棒连接两验电器的金属球，可以观察到乙验电器的金属箔片 ，这时铜棒中的自由电子向 （选填“甲”或“乙”）移动而形成电流；我国研制的“人造太阳”是以真实太阳的核 变原理来利用核能的。
18．（本题2分）链式反应如果人工加以控制，使核能缓慢地释放出来，达到和平利用的目的， 就是这样利用核能来发电的．
19．（本题2分）如图为核电站工作原理示意图，工作时反应堆利用铀核发生 （选填“裂变”或“聚变”）所产生的能量转化为蒸气的内能，再利用汽轮机转化为 能，然后发电机利用 原理将其转化为电能。
20．（本题2分）若把原子都看成一个球体，原子半径的数量级为m。当下新冠疫情尚未结束，防控决不能掉以轻心，每个人都要有自我防控意识。如图是在电子显微镜下观察新型冠状病毒的照片。该病毒一般呈球形，直径在75~160nm之间。如果按100nm计算，新冠病毒的直径是原子直径的 倍。
四、综合题（共15分）
21．（本题5分）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水（如图所示）。据公开资料显示：“福建舰”是常规动力航母，舷号为“18”，满载排水量8万吨，“福建舰”采用电磁弹射起飞，是我国第一型采用平直通长飞行甲板的航母。现在新航母平台已经接近建成，舰载机将成为下一个悬念。若舰载机相关数据如下表，则：
（1）若航空母舰匀速直线航行时发动机的功率为1.5×105kW，其速度为36km/h，则航空母舰牵引力为 N，经过2h的航行距离为 m；
（2）“福建舰”满载时航行在大海中，其受到浮力是 N；（g取10N/kg）
（3）若舰载机空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能 ，重力势能 ，该过程中舰载机发动机推力所做的功为 J；
（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见： 。
22．（本题5分）从大年初一到现在，电影《流浪地球》爆红网络，这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宣告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。小说内容摘要：近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
(1)地球逃亡第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向。地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向 （选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是 ；
(2)小说节选：三个多世纪前，天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，之后，太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，它膨胀到如此之大，地球将在太阳内部运行！在太阳内部，发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热；太阳在膨胀过程中，它的密度会 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)小说节选：我们身后，遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉，对面，是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群，微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。大楼的影子是光的 形成的现象；楼的影子很长，说明太阳位置较 （选填“高”或“低”）；
(4)小说节选：太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化，腾起了一阵白色的蒸汽。请简述上文中“白色的蒸汽”是如何形成的 ？
(5)小说节选：二十年前，地球航出了冥王星轨道，航出了太阳系，在寒冷广漠的外太空继续着它孤独的航程。银河系的星河纹丝不动地横过天穹，也像被冻结了，但星光很亮，看久了还刺眼呢。根中文中的现象，请你设想假如此刻你正在月球上，抬头能看到星空的星星“眨眼”吗 ？为什么 ？
23．（本题5分）如图是世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，能模拟太阳产生能量．为了达到聚变所要求的温度，需要用电流产生磁 场，电流的强度非常大，时间长了，线圈就要发热．从这个角度来说，装置不可能长时间运转．为了解决这个问题，人们把最新的超导技术引入到该装置中．
虽然“人造太阳”的奇观在实验室中已经出现，但“人造太阳”所发出的电能在短时间内还不可能进入人们的家中．根据目前世界各国的研究状况，这一梦想最快有可能在50年后实现．“人造太阳”的实验研究具有十分重大的战略意义．在过去的100年中，人类对能源的研究和使用已从化石燃料的单一化结构，发展到以化石能源为主，核能和水能互补的多元格局．但是，石油、煤炭等化石能源不能过度的开采和使用，目前已经商业化的核裂变能又会产生一定的核废料，同时受到原料的限制．
而核聚变能则被认为是无限、清洁、安全的换代新能源．据专家介绍，自然界最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘和氚的聚变．氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦．这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发核聚能的原因所在．
（1）在“人造太阳”中，要用到超导材料．超导材料就是在一定条件下，导体的电阻变为 ．这里应用超导材料是为了 （选填“增加”或“减少”）线圈产生的热量．
（2）石油、煤炭的化石能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源
（3）核聚变的优势有哪些？（写出两点）；
题号
一
二
三
四
总分
得分
空重
17500kg
空载起飞距离
105m
正常起飞重量
27000kg
满载起飞距离
195m
最大起飞重量
32500kg
发动机
加力涡扇发动机
爬升率
325m/s
正常起飞推力
2×117600N
最大速度
2.4马赫
应急起飞最大推力
2×125400N
参考答案：
1．B
【详解】A．目前的核电站都是利用可控核裂变释放的能量来发电的，故A错误；
B．我国自行研制的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的，故B正确；
C．电磁波中的红外线可以用来加热，故C错误；
D．电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，根据焦耳定律可知，超导材料的电阻为零，无法将电能转化为内能，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．因为真空不能传声，因此“天宫”空间站与地球之间利用电磁波进行联系，故A正确；
B．超导磁悬浮列车利用同名磁磁极之前相互排斥，从而减小了列车与轨道的摩擦力，而不是超导体，故B错误；
C．水力、风力、太阳能可以从环境中源源不断的获取为可再生能源，故C错误；
D．核电站产生的核废水里面含有大量的辐射元素，因此不可以直接排入江河湖海，故D错误。
故选A。
3．A
【详解】A．永动机的不可实现，违反了能的转化和守恒定律，故A正确；
B．目前人类获得核能的途径有重核裂变，故B错误；
C．石油、天然气都是不可再生能源，故C错误；
D．我国资源丰富，同时人口众多，资源的消耗量也大，因此仍然面临资源危机，需要开发新能源，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．目前核能发电是利用可控核裂变技术，故A错误；
B．核能会越用越少，属于不可再生能源，故B错误；
C．核能产生的能量是从原子核释放而来，核能不是来自太阳能，故C错误；
D．核能发电时将核能产生的能量用于给水加热，产生的水蒸气推动汽轮机转动，从而产生电能，所以发电时的能量转化为电能→内能→机械能→电能。
故选D。
5．A
【详解】A、卢瑟福通过α散射实验，对原子结构提出了新的猜想，建立了原子核式模型，故A正确；
B、汤姆生发现了电子，这说明原子是可以再分的，故B错误；
C、烟雾弥漫，是固体小颗粒的运动，不能说明分子在不停地运动，故C错误；
D、物质的状态发生变化时，质量不变，密度会发生改变，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的，因此，带正电的粒子是原子核、质子。
故选D。
7．A
【详解】A、目前核电站获得核能的途径是核裂变，故正确；
B、核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，但合理开发核能能解决人类能源危机，故错误；
C、核电站利用可控制的核裂变来发电，核能不可能在短时间从自然界得到补充，是不可再生能源，故错误；
D、核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故错误．
8．B
【详解】A、核能是不可能再生资源,目前核电站发电主要利用的是核裂变反应,所以A错误;
B、雷达就是利用电磁波的发射、传播、反射、接收来工作的，故B正确;
C、声波在真空中不能传播，卫星是利用电磁波传递信息,故C错误;
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的，半导体具有单向导电性，故D错误；
【点睛】(1)能源可以分为可再生能源(可以在自然界里源源不断地得到的能源)和不可再生能源(不可能短期内从自然界得到补充的能源).
(2)雷达是利用电磁波来测定物体位置的无线电设备;
(3)不论是普通手机还是3G手机,都是利用电磁波来传递信息;超声波不能在真空中传播.
(4)制作二极管的材料是半导体材料,常用的有:硅、锗等材料.
9．B
【详解】AC．核电站是利用铀核发生裂变发电的，是利用可控核裂变发电的，故AC错误；
B．发电后产生的核废料具有放射性，对人体有伤害，故B正确；
D．核反应堆在发电过程中会产生内能，不会将核能全部转化为电能，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】A．原子是由中心的原子核和核外的电子构成的，原子核是由质子和中子构成，原子、中子和原子核中，尺度最小是夸克，故A错误；
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故B错误；
C．光年是指光在真空中一年内传播的距离，是长度的单位，故C错误；
D．核裂变可控，目前核电站普遍使用核裂变获得能量，故D正确。
故选D。
11．AD
【详解】A．地球上的风能、水能、生物质能都来自太阳能，核能是放射性元素的原子核在裂变和聚变时产生的，不是来自太阳能，故A正确；
B．光纤通信是激光在光纤中不断发生全反射来传递信息的，故B错误；
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波频率不同，但是不同频率的电磁波在同一区域内的传播速度是相同的，故C错误；
D．半导体材料具有一些特殊的电学性质，灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确。
故选AD。
12．AD
【详解】A．可燃冰属于矿产资源，用一些少一些，是不可再生能源，故A正确；
B．“奋斗者”号水声定位是利用超声波实现的，故B错误；
C．普通核电站获得核能的方式是核裂变，故C错误；
D．卫星通讯使用的是电磁波，北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号，故D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】A．由图可知，两个电阻串联，电流相等，通电时间相同时，根据公式，电阻大的产生的热量多，煤油吸收的热量多，因为，所以A装置中煤油吸收的热量多，故A错误；
B．核电站发电利用的是核裂变反应，故B正确；
C．卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为电流的磁效应，故D错误。
故选BC。
14．ABC
【详解】核能在生产生活中有很多应用，如利用放射性射线探测金属内部有无砂眼和裂痕、利用核能发电、利用放射性检查身体或治疗恶性肿瘤等；而原子弹、氢弹用在战争中，不属于和平利用．故选ABC.
【点睛】核能在生产生活中有很多应用，如果能做到控制核反应的速度让核反应缓慢进行从而为我们和平利用．
15．BC
【详解】AD．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的，核能属于不可再生能源，核能目前没有被广泛利用，故AD错误；
B．红外烤箱是利用红外线的热效应加热食品的，红外线属于不可见光，也是一种电磁波，故B正确；
C．人类用天文望远镜观察太空，接收宇宙中天体发射来的电磁波（包含可见光），从而分析天体的情况。故C正确。
故选BC。
16． 氢原子核 聚变
【详解】在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生聚变，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．
17． 张开 甲 聚
【详解】[1][2]与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，玻璃棒接触甲验电器，甲验电器也就带上正电，因同种电荷相互排斥，使其金属箔片张开。甲验电器带正电，用铜棒连接两验电器的金属球，乙验电器上的自由电子会转移到甲验电器，使乙验电器也带正电，乙验电器的金属箔片张开。
[3]太阳内部发生的是核聚变，我国研制的“人造太阳”是以真实太阳的核聚变原理来利用核能的。
18．核反应堆
【详解】获得核能的途径有两种：一是原子核裂变，二是原子核聚变；用人工控制的方法释放核能的装置叫核反应堆．
点睛：核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变．
19． 裂变 机械 电磁感应
【详解】[1][2][3]核电站工作时反应堆利用铀核发生裂变所产生的核能转化为蒸气的内能，再利用汽轮机将内能转化为机械能，然后发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
20．1000
【详解】由于原子半径的数量级为m，病毒的直径为100nm，且1m=109nm，则新冠病毒的直径是原子直径的倍数为
21． 1.5×107 7.2×104 8×108 增大 增大 2.4696×107 常规动力航母改建成核动力航母
【详解】（1）[1]航空母舰的速度为
牵引力为
[2]经过2h的航行距离为
（2）[3]“福建舰”满载时航行在大海中，满载时的质量为
处于漂浮状态，受到的浮力等于重力为
（3）[4][5][6]飞机由启动到离开甲板，速度变大，高度变大，故动能和重力势能都变大；舰载机发动机推力所做的功为
（4）[7] “福建舰”航母采用的是常规动力，可以采用核动力，使航母具有更强的机动性；节省出大量空间和载重吨位，减少了对基地和后勤支援的依赖。
22． 东 相互的 核聚变 变小 直线传播 低 见解析 不会 见解析
【详解】(1)[1][2]地球自转方向为自西向东，那么为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向东方，这是利用了物体间的作用是相互的。
(2)[3]由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应。
[4]太阳在毁灭膨胀过程中，体积变大，质量不变，由公式ρ=可知，它的密度会小。
(3)[5][6]大楼的影子是光的直线传播形成的现象；太阳的位置越低，楼的影子越长，太阳的位置越高，大楼的影子越短。
(4)[7]干冰升华，吸收大量的热，使空气温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴或凝华形成的小冰晶聚集在一起悬浮在空气中，形成“白色的蒸汽”。
(5)[8][9]星星“眨眼”是来自星星的光通过密度不均匀的大气层时传播方向发生改变而形成的现象；但月球表面没有空气，所以光就不会发生折射，则在月球上抬头看星空的星星不会“眨眼”。
23． 0 减少 不可再生 一次 海水中藏量丰富；反应产物无放射性污染
【详解】（1）在“人造太阳”中，要用到超导材料．超导材料就是在一定条件下，导体的电阻变为0．根据可知，电阻为零不会产生热量，所以这里应用超导材料是为了减少线圈产生的热量；
（2）石油、煤炭的化石能源是短时间内不能得到补充，属于不可再生能源；
核能所用原料直接来自于自然界，故属于一次能源；
（3）根据短文的内容知，核聚变的优势有：原料在海水中藏量丰富，反应产物无放射性污染．
【点睛】注意掌握能源的分类：能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源．
一、单选题（共20分）
1．（本题2分）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（ ）
A．目前的核电站都是利用核聚变释放的能量来发电的
B．我国自行研制的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的
C．电磁波不能用来加热食物
D．超导材料可以应用于电饭锅的电热丝
2．（本题2分）近年，我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（ ）
A．“天宫”空间站与地球之间利用电磁波进行联系
B．超导磁悬浮列车的运行说明我国已经掌握了常温超导技术
C．水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源
D．核电站产生的核废水可以直接排入江河湖海
3．（本题2分）以下关于能量和能源的认识，正确的是（ ）
A．“永动机”违反了能的转化和守恒定律
B．目前核电站获得核能的途径是核聚变
C．石油、天然气是可再生能源
D．我国煤炭和石油的资源丰富，不需要大力开发新能源
4．（本题2分）关于核能发电，下列说法正确的是（ ）
A．目前核能发电是利用核聚变
B．核能是可再生能源
C．太阳能是“能源之母”，核能也来自太阳能
D．核能发电时的能量转化是核能→内能→机械能→电能
5．（本题2分）下列有关物质世界说法中，正确的是（ ）
A．卢瑟福提出了原子核式结构模型
B．汤姆逊发现了电子，说明原子核是可分的
C．烟雾弥漫，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．物体的状态发生变化时，质量不变，密度也不变
6．（本题2分）太空中有大量的带电粒子，宇航史上就曾经发生过卫星计算机被带正电的粒子击中，导致“死机”的事故。这次事故中带正电的粒子可能是（ ）
A．电子、质子B．原子核、中子
C．电子、原子核D．原子核、质子
7．（本题2分）下列有关核能的开发与利用，叙述正确的是
A．目前已建成的核电站获取核能的途径是核裂变
B．开发核能可能会发生核泄漏，因此人类应该停止开发核能
C．核电站利用的核能是可再生能源
D．核反应堆可将核能直接转化成电能
8．（本题2分）关于能源、信息和材料，下列说法正确的是
A．核能是可再生能源 B．雷达是利用电磁波进行定位和导航的
C．卫星通信是利用超声波传递信息 D．LED灯核心元件发光二极管是由超导材料制成的
9．（本题2分）我国的核电技术已进入世界先进行列。下列关于田湾核电站的说法正确的是（ ）
A．可以利用各种原子核发电
B．发电后产生的核废料仍然具有放射性
C．核电站利用核聚变发电
D．利用核能发电时，核能能够全部转化为电能而没有损失
10．（本题2分）关于能源、粒子和宇宙的相关知识，下列描述正确的是（ ）
A．在夸克、原子、中子和原子核中，尺度最小的是中子
B．宇宙是一个没有层次的天体结构系统
C．“光年”是天文学上常用的时间单位
D．目前核电站普遍使用核裂变获得能量
二、多选题（共15分）
11．（本题3分）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，关于它们的下列说法中正确的是（ ）
A．地球上的风能、水能、生物质能实际上都来自太阳能，但核能不是来自太阳能
B．光纤通信是激光借助光的折射原理来传递信息的
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波在同一区域内传播速度不相同
D．灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的
12．（本题3分）近年来，我国科技创新能力日益凸显，科技成果不断涌现。下列说法正确的是（ ）
A．可燃冰属于不可再生能源
B．“奋斗者”号水声定位是利用电磁波实现的
C．核聚变获得核能的方式与普通核电站一致
D．北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号
13．（本题3分）关于如下图所示的各种情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两电阻丝浸没在质量、初温均相同的煤油中，在相同的时间内，两瓶中煤油吸收的热量相同
B．乙图中核电站发电利用了核裂变反应
C．丙图中卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的
D．丁图中电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为磁场对通电导体有力的作用
14．（本题3分）目前人类对核能的和平利用有
A．放射性检查金属内部有无砂眼和裂痕
B．核能发电
C．放射性治疗恶性肿瘤
D．制造原子弹、氢弹
15．（本题3分）关于能源和信息的传递，下列说法正确的是（ ）
A．核能也是可再生能源
B．红外烤箱是利用红外线的热效应加热食品的，红外线是一种电磁波
C．人类用天文望远镜观察太空，同时接收来自遥远宇宙的电磁波进行交流和分析
D．目前的核能发电技术被广泛使用，这是利用核裂变发电的
三、填空题（共10分）
16．（本题2分）在太阳内部， 在超高温条件下发生 ，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．
17．（本题2分）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触甲验电器，使其金属箔片张开，乙验电器的金属箔片闭合。用绝缘手套取一条铜棒连接两验电器的金属球，可以观察到乙验电器的金属箔片 ，这时铜棒中的自由电子向 （选填“甲”或“乙”）移动而形成电流；我国研制的“人造太阳”是以真实太阳的核 变原理来利用核能的。
18．（本题2分）链式反应如果人工加以控制，使核能缓慢地释放出来，达到和平利用的目的， 就是这样利用核能来发电的．
19．（本题2分）如图为核电站工作原理示意图，工作时反应堆利用铀核发生 （选填“裂变”或“聚变”）所产生的能量转化为蒸气的内能，再利用汽轮机转化为 能，然后发电机利用 原理将其转化为电能。
20．（本题2分）若把原子都看成一个球体，原子半径的数量级为m。当下新冠疫情尚未结束，防控决不能掉以轻心，每个人都要有自我防控意识。如图是在电子显微镜下观察新型冠状病毒的照片。该病毒一般呈球形，直径在75~160nm之间。如果按100nm计算，新冠病毒的直径是原子直径的 倍。
四、综合题（共15分）
21．（本题5分）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水（如图所示）。据公开资料显示：“福建舰”是常规动力航母，舷号为“18”，满载排水量8万吨，“福建舰”采用电磁弹射起飞，是我国第一型采用平直通长飞行甲板的航母。现在新航母平台已经接近建成，舰载机将成为下一个悬念。若舰载机相关数据如下表，则：
（1）若航空母舰匀速直线航行时发动机的功率为1.5×105kW，其速度为36km/h，则航空母舰牵引力为 N，经过2h的航行距离为 m；
（2）“福建舰”满载时航行在大海中，其受到浮力是 N；（g取10N/kg）
（3）若舰载机空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能 ，重力势能 ，该过程中舰载机发动机推力所做的功为 J；
（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见： 。
22．（本题5分）从大年初一到现在，电影《流浪地球》爆红网络，这部改编自刘慈欣的中篇小说的电影宣告了“中国硬核电影科幻元年”的到来。小说内容摘要：近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。
(1)地球逃亡第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向。地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向 （选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是 ；
(2)小说节选：三个多世纪前，天体物理学家们就发现这太阳内部氢转化为氦的速度突然加快，氦元素的聚变将在很短的时间内传遍整个太阳内部，由此产生一次叫氦闪的剧烈爆炸，之后，太阳将变为一颗巨大但暗淡的红巨星，它膨胀到如此之大，地球将在太阳内部运行！在太阳内部，发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）产生光和热；太阳在膨胀过程中，它的密度会 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)小说节选：我们身后，遥远的太阳用它微弱的光芒给自由女神像镀上了一层金辉，对面，是已无人居住的曼哈顿的摩天大楼群，微弱的阳光把它们的影子长长地投在纽约港寂静的冰面上。大楼的影子是光的 形成的现象；楼的影子很长，说明太阳位置较 （选填“高”或“低”）；
(4)小说节选：太阳最后一次把它的光和热洒向地球。地面上的冰结的二氧化碳干冰首先融化，腾起了一阵白色的蒸汽。请简述上文中“白色的蒸汽”是如何形成的 ？
(5)小说节选：二十年前，地球航出了冥王星轨道，航出了太阳系，在寒冷广漠的外太空继续着它孤独的航程。银河系的星河纹丝不动地横过天穹，也像被冻结了，但星光很亮，看久了还刺眼呢。根中文中的现象，请你设想假如此刻你正在月球上，抬头能看到星空的星星“眨眼”吗 ？为什么 ？
23．（本题5分）如图是世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，能模拟太阳产生能量．为了达到聚变所要求的温度，需要用电流产生磁 场，电流的强度非常大，时间长了，线圈就要发热．从这个角度来说，装置不可能长时间运转．为了解决这个问题，人们把最新的超导技术引入到该装置中．
虽然“人造太阳”的奇观在实验室中已经出现，但“人造太阳”所发出的电能在短时间内还不可能进入人们的家中．根据目前世界各国的研究状况，这一梦想最快有可能在50年后实现．“人造太阳”的实验研究具有十分重大的战略意义．在过去的100年中，人类对能源的研究和使用已从化石燃料的单一化结构，发展到以化石能源为主，核能和水能互补的多元格局．但是，石油、煤炭等化石能源不能过度的开采和使用，目前已经商业化的核裂变能又会产生一定的核废料，同时受到原料的限制．
而核聚变能则被认为是无限、清洁、安全的换代新能源．据专家介绍，自然界最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘和氚的聚变．氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦．这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发核聚能的原因所在．
（1）在“人造太阳”中，要用到超导材料．超导材料就是在一定条件下，导体的电阻变为 ．这里应用超导材料是为了 （选填“增加”或“减少”）线圈产生的热量．
（2）石油、煤炭的化石能源属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源
（3）核聚变的优势有哪些？（写出两点）；
题号
一
二
三
四
总分
得分
空重
17500kg
空载起飞距离
105m
正常起飞重量
27000kg
满载起飞距离
195m
最大起飞重量
32500kg
发动机
加力涡扇发动机
爬升率
325m/s
正常起飞推力
2×117600N
最大速度
2.4马赫
应急起飞最大推力
2×125400N
参考答案：
1．B
【详解】A．目前的核电站都是利用可控核裂变释放的能量来发电的，故A错误；
B．我国自行研制的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的，故B正确；
C．电磁波中的红外线可以用来加热，故C错误；
D．电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能，根据焦耳定律可知，超导材料的电阻为零，无法将电能转化为内能，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．因为真空不能传声，因此“天宫”空间站与地球之间利用电磁波进行联系，故A正确；
B．超导磁悬浮列车利用同名磁磁极之前相互排斥，从而减小了列车与轨道的摩擦力，而不是超导体，故B错误；
C．水力、风力、太阳能可以从环境中源源不断的获取为可再生能源，故C错误；
D．核电站产生的核废水里面含有大量的辐射元素，因此不可以直接排入江河湖海，故D错误。
故选A。
3．A
【详解】A．永动机的不可实现，违反了能的转化和守恒定律，故A正确；
B．目前人类获得核能的途径有重核裂变，故B错误；
C．石油、天然气都是不可再生能源，故C错误；
D．我国资源丰富，同时人口众多，资源的消耗量也大，因此仍然面临资源危机，需要开发新能源，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．目前核能发电是利用可控核裂变技术，故A错误；
B．核能会越用越少，属于不可再生能源，故B错误；
C．核能产生的能量是从原子核释放而来，核能不是来自太阳能，故C错误；
D．核能发电时将核能产生的能量用于给水加热，产生的水蒸气推动汽轮机转动，从而产生电能，所以发电时的能量转化为电能→内能→机械能→电能。
故选D。
5．A
【详解】A、卢瑟福通过α散射实验，对原子结构提出了新的猜想，建立了原子核式模型，故A正确；
B、汤姆生发现了电子，这说明原子是可以再分的，故B错误；
C、烟雾弥漫，是固体小颗粒的运动，不能说明分子在不停地运动，故C错误；
D、物质的状态发生变化时，质量不变，密度会发生改变，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的，因此，带正电的粒子是原子核、质子。
故选D。
7．A
【详解】A、目前核电站获得核能的途径是核裂变，故正确；
B、核泄漏造成的核辐射会使周边环境严重污染，但合理开发核能能解决人类能源危机，故错误；
C、核电站利用可控制的核裂变来发电，核能不可能在短时间从自然界得到补充，是不可再生能源，故错误；
D、核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能，故错误．
8．B
【详解】A、核能是不可能再生资源,目前核电站发电主要利用的是核裂变反应,所以A错误;
B、雷达就是利用电磁波的发射、传播、反射、接收来工作的，故B正确;
C、声波在真空中不能传播，卫星是利用电磁波传递信息,故C错误;
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的，半导体具有单向导电性，故D错误；
【点睛】(1)能源可以分为可再生能源(可以在自然界里源源不断地得到的能源)和不可再生能源(不可能短期内从自然界得到补充的能源).
(2)雷达是利用电磁波来测定物体位置的无线电设备;
(3)不论是普通手机还是3G手机,都是利用电磁波来传递信息;超声波不能在真空中传播.
(4)制作二极管的材料是半导体材料,常用的有:硅、锗等材料.
9．B
【详解】AC．核电站是利用铀核发生裂变发电的，是利用可控核裂变发电的，故AC错误；
B．发电后产生的核废料具有放射性，对人体有伤害，故B正确；
D．核反应堆在发电过程中会产生内能，不会将核能全部转化为电能，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】A．原子是由中心的原子核和核外的电子构成的，原子核是由质子和中子构成，原子、中子和原子核中，尺度最小是夸克，故A错误；
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故B错误；
C．光年是指光在真空中一年内传播的距离，是长度的单位，故C错误；
D．核裂变可控，目前核电站普遍使用核裂变获得能量，故D正确。
故选D。
11．AD
【详解】A．地球上的风能、水能、生物质能都来自太阳能，核能是放射性元素的原子核在裂变和聚变时产生的，不是来自太阳能，故A正确；
B．光纤通信是激光在光纤中不断发生全反射来传递信息的，故B错误；
C．中央电视台与武汉电视台发射的电磁波频率不同，但是不同频率的电磁波在同一区域内的传播速度是相同的，故C错误；
D．半导体材料具有一些特殊的电学性质，灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确。
故选AD。
12．AD
【详解】A．可燃冰属于矿产资源，用一些少一些，是不可再生能源，故A正确；
B．“奋斗者”号水声定位是利用超声波实现的，故B错误；
C．普通核电站获得核能的方式是核裂变，故C错误；
D．卫星通讯使用的是电磁波，北斗卫星与汽车导航系统之间通过电磁波传播信号，故D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】A．由图可知，两个电阻串联，电流相等，通电时间相同时，根据公式，电阻大的产生的热量多，煤油吸收的热量多，因为，所以A装置中煤油吸收的热量多，故A错误；
B．核电站发电利用的是核裂变反应，故B正确；
C．卫星通讯是依靠电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电铃的主要部件是电磁铁，工作原理为电流的磁效应，故D错误。
故选BC。
14．ABC
【详解】核能在生产生活中有很多应用，如利用放射性射线探测金属内部有无砂眼和裂痕、利用核能发电、利用放射性检查身体或治疗恶性肿瘤等；而原子弹、氢弹用在战争中，不属于和平利用．故选ABC.
【点睛】核能在生产生活中有很多应用，如果能做到控制核反应的速度让核反应缓慢进行从而为我们和平利用．
15．BC
【详解】AD．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的，核能属于不可再生能源，核能目前没有被广泛利用，故AD错误；
B．红外烤箱是利用红外线的热效应加热食品的，红外线属于不可见光，也是一种电磁波，故B正确；
C．人类用天文望远镜观察太空，接收宇宙中天体发射来的电磁波（包含可见光），从而分析天体的情况。故C正确。
故选BC。
16． 氢原子核 聚变
【详解】在太阳内部，氢原子核在超高温条件下发生聚变，释放出巨大的核能，可以说太阳核心每时每刻都发生氢弹爆炸．
17． 张开 甲 聚
【详解】[1][2]与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，玻璃棒接触甲验电器，甲验电器也就带上正电，因同种电荷相互排斥，使其金属箔片张开。甲验电器带正电，用铜棒连接两验电器的金属球，乙验电器上的自由电子会转移到甲验电器，使乙验电器也带正电，乙验电器的金属箔片张开。
[3]太阳内部发生的是核聚变，我国研制的“人造太阳”是以真实太阳的核聚变原理来利用核能的。
18．核反应堆
【详解】获得核能的途径有两种：一是原子核裂变，二是原子核聚变；用人工控制的方法释放核能的装置叫核反应堆．
点睛：核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变．
19． 裂变 机械 电磁感应
【详解】[1][2][3]核电站工作时反应堆利用铀核发生裂变所产生的核能转化为蒸气的内能，再利用汽轮机将内能转化为机械能，然后发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
20．1000
【详解】由于原子半径的数量级为m，病毒的直径为100nm，且1m=109nm，则新冠病毒的直径是原子直径的倍数为
21． 1.5×107 7.2×104 8×108 增大 增大 2.4696×107 常规动力航母改建成核动力航母
【详解】（1）[1]航空母舰的速度为
牵引力为
[2]经过2h的航行距离为
（2）[3]“福建舰”满载时航行在大海中，满载时的质量为
处于漂浮状态，受到的浮力等于重力为
（3）[4][5][6]飞机由启动到离开甲板，速度变大，高度变大，故动能和重力势能都变大；舰载机发动机推力所做的功为
（4）[7] “福建舰”航母采用的是常规动力，可以采用核动力，使航母具有更强的机动性；节省出大量空间和载重吨位，减少了对基地和后勤支援的依赖。
22． 东 相互的 核聚变 变小 直线传播 低 见解析 不会 见解析
【详解】(1)[1][2]地球自转方向为自西向东，那么为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向东方，这是利用了物体间的作用是相互的。
(2)[3]由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应。
[4]太阳在毁灭膨胀过程中，体积变大，质量不变，由公式ρ=可知，它的密度会小。
(3)[5][6]大楼的影子是光的直线传播形成的现象；太阳的位置越低，楼的影子越长，太阳的位置越高，大楼的影子越短。
(4)[7]干冰升华，吸收大量的热，使空气温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴或凝华形成的小冰晶聚集在一起悬浮在空气中，形成“白色的蒸汽”。
(5)[8][9]星星“眨眼”是来自星星的光通过密度不均匀的大气层时传播方向发生改变而形成的现象；但月球表面没有空气，所以光就不会发生折射，则在月球上抬头看星空的星星不会“眨眼”。
23． 0 减少 不可再生 一次 海水中藏量丰富；反应产物无放射性污染
【详解】（1）在“人造太阳”中，要用到超导材料．超导材料就是在一定条件下，导体的电阻变为0．根据可知，电阻为零不会产生热量，所以这里应用超导材料是为了减少线圈产生的热量；
（2）石油、煤炭的化石能源是短时间内不能得到补充，属于不可再生能源；
核能所用原料直接来自于自然界，故属于一次能源；
（3）根据短文的内容知，核聚变的优势有：原料在海水中藏量丰富，反应产物无放射性污染．
【点睛】注意掌握能源的分类：能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源．
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